JPS5935964B2 - 混銑車用脱硫ランスパイプの補修法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は混銑車用脱硫ランスパイプの補修法に関し、詳
細には、脱硫用ランスパイプのライニングキャスタブル
に発生した亀裂に対し、少なくとも耐火材粉末と燐酸系
バインダーを含む水性補集剤をスプレー吹付けして亀裂
内に充填し、これを接合することによってその成長を防
止する方法に関するものである。

近年、高炉から出湯した溶銑を製鋼工場へ運搬する手段
として混銑車を用いることが多くなっており、溶銑の脱
硫もこの混銑車内で行なわれるようになってきている。

混銑車による脱硫はたとえば第１図に示すように、混銑
車１に満たされた溶銑２中に脱硫用のランスパイプ３を
浸漬し、配管４を通じて粉末状の脱硫剤（カルシウムカ
ーバイド等）を適当なキャリヤガスによってランスパイ
プ３に送り、その先端から溶銑中に吹込み、脱硫剤と溶
銑とを効率的に接触反応させて行なう。

上記ランスパイプ３としては、第２図に示す如く鋼製の
芯金パイプ４の外周に、アルミナやシリカ等を主体とし
たキャスタブル５（不定形耐火物）をライニングしたも
のが使用されている。

このライニングキャスタブルは、溶銑の侵食作用及びガ
ス吹込み時の振動や熱的スポーリング等により、表層部
から損傷して剥落し、比較的少数回の繰り返し使用で寿
命が終る。

この損傷パターンは概略下記の如くである。

即ち成形、膜形時におｔｄ、Ｓ主として横方向のへアー
クラックが、最初の数チャージの使用で成長し、第３図
の如くランスパイプ３のライニングキャスタブル５０表
層部に微亀裂６が発生する。

この微亀裂６はガス吹込み時の振動と熱的スポーリング
のために徐々に成長しく第４図）、更に縦亀裂が発生し
て第５図の如く表層部が浮き上った状態になり、溶銑が
順次亀裂６内に侵入してついには第６図の如く表面層が
剥落し、このパターンが繰り返されてランスパイプ３は
寿命が終る。

このため従来では、亀裂６が発生し始めた時点で、亀裂
部にプラスチック状の耐熱材料をノ々ツチングして補修
したり、或は乾式吹付補修することによって寿命の延長
を図っている。

しかし従来の補修法には以下に示す様な欠点があって、
延命化の目的が十分に達成されているとは言い難い。

■ プラスチック状のものをライニングキャスタブルに
パッチングしても、パッチング材の接着力が乏しいため
受銑後パッチング材が容易に剥離する。

■ パッチング補修では亀裂の深部まで完全に穴埋めす
ることができないから、亀裂への溶銑の侵入を完全に防
止することができない。

殊に炭素含有率の高い溶銑は亀裂内に侵入し易くランス
パイプの劣化が著しい。

■ 高温のライニングキャスタブルに対し手作業でパッ
チングする方法であるから、安全性の点でも好ましくな
い。

また冷却するまで時間をおくことは作業の流れに悪影響
を与える。

（４）乾式吹付法では、吹付材料のリバウンドロスが多
くて歩留りが悪く、また多量の粉塵が発生するので環境
保全の面でも好ましくない。

本発明者等は前述の様な事情に着目し、脱硫用ランスノ
ズルを作業性よくしかも効果的に補修し、その寿命を大
幅に延長し得る様な方法の開発を期して鋭意検討を重ね
てさた。

その結果耐火材粉末と燐酸系バインダーとを適量の水で
混練してなる水性補修剤を亀裂に対して吹付ける方法を
採用すれば上記の目的が簡単に達成できることを知り、
弦に本発明を完成するに至った。

即ち本発明に係る補修法の構成とは、ライニングキャス
タブルの表層部に亀裂を発生した混銑車用脱流ランスパ
イプの該亀裂部に対し、少なくとも耐火物粉末と燐酸系
バインダーを含有する水性補修剤を吹付けるところに要
旨があり、それによって亀裂の成長を抑制して剥落を防
止し、ランスパイプの寿命を大幅に延長することに成功
したものである。

本発明で使用される水性補修剤は、脱硫源７ｖｃ耐え得
る耐火材粉末と燐酸系バインダーとを、適量の水で混練
してスプレー吹付は可能な流動状態にしたもので、耐火
物粉末としては耐溶銑性及び耐スラグ性の優れたアルミ
ナあるいは高アルミナ（Ａｔ２０３ ＞ ９’ ０ ％
）が最も一般的であるがマグネシア、クロム及びジル
コン等の他の耐火物もライニングキャスタブルの材質に
対応させて適用することが可能である。

才だバインダーとしては第一リン酸アルミニウムや第一
リン酸マグネシウム等の酸性リン酸塩、ピロリニ酸ソー
ダやメタリン酸ソーダ等のポＩＪ ＋Ｊン酸塩あるいは
これらの二種以上を組み合せたものが使用される。

これらは速硬性であって耐火物粉末相互及びこれとライ
ニングキャスタブル面との間で強力な接着性を発揮する
と共に、吹付は後直ちに緻密な組織を形成し、受銑後の
吹付材の溶損及び剥離を防止しつつ亀裂への溶銑の侵入
を可及的に防止する。

さらに硬化促進剤としてメルク、マグネシア、活性水酸
化アルミニウム、アルミナセメント、ＮＨ４Ｆ等を少量
添加しても良い。

この場合バインダーとして汎用されている硼酸ソーダや
水ガラス等を使用することも考えられるが、これらでは
吹付は後補修剤がべたつく傾向があり、且つ補修効果も
乏しいので好ましくない。

同上記耐火物粉末及び燐酸塩は水と共に混練してスプレ
ー吹付は可能な流動性を確保するが、このときの加水量
は、吹付り作業性及び歩留り等を考慮して全量の２０〜
２５％の範囲が最も好ましい。

またこの水性補修剤中には、必要に応じて粘土、有機糊
剤等の沈降防止剤を適量配合することができる。

耐火物粉末及び必要により配合される沈降防止剤は、ス
プレー吹付けを適用する以上当然相当微細なものである
必要があり、通常は０．５ｍ全通のもの特に好ましくは
５０係以上のものが０．０７４ｍｍ以下の微粉末を使用
するのがよい。

本発明で使用される水性補修剤の有効成分は概略以上の
通りであり、配合組成は適宜に定めることができるが中
でも代表的な配合率は、耐火物粉末が約８０〜１００重
量部に対して、゛沈降防止剤が約７〜１５重量部、燐酸
系バインダーが０，５〜５重量部である。

しかして耐火物粉末は補修剤の主体をなすもので、補修
剤に対して十分な耐溶銑性及び耐スラグ性を付与するた
めには当然主成分として多量配合すべきである。

しかし上記配合量はあくまで代表例にすぎず、適宜に増
減変更することも可能である。

沈降防止剤は必ずしも必須ではないから省略することも
できるが、安定性を確保するうえでは配合する方がよい
。

しかしこの量が多すぎると相対的に耐火物の量が減少し
、補修剤の耐溶銑性及び耐スラグ性が低下するので多く
とも１５重量係以下に抑えるのがよい。

燐酸系バインダーは、補修剤自体の強度とキャスタブル
に対する接着性を確保するうえで、その配合率を前記範
囲に設定したもので、前記０．５重量部未満では補修剤
の接着力が不足してキャスタブル表面から剥離し易く、
また前記５重量部を越えると相対的に耐火物粉末の量が
少なくなって耐溶銑性及び耐スラグ性が乏しくなる傾向
が与られる。

本発明の補修法は、上記の成分を含み且つこれを適量の
水と混練して粘度調整した水性補修剤を、スプレーガン
等によって亀裂発生部に吹付けるのであるが、吹付けら
れた補修剤は適度の流動性を有しているから亀裂の奥深
くまで侵入し、且つ表層部のフレパスに充満して硬化す
る。

従ってこれを所望に応じて加熱乾燥して再び脱硫に適用
しても、亀裂が成長し或は亀裂内に溶銑やスラグが侵入
する傾向は可及的に抑制される。

この補修操作を適宜時期に繰り返し実施することにより
、脱硫ランセパイブの寿命を大幅に延長し得ることにな
つへ殊に本発明によれば亀裂の表面部のみならず、その
奥深くまで補修剤を侵入させることができるから、従来
のパッチング補修の場合に比べてランスノズルの寿命を
約２倍にも延長できる。

ところで本発明の補修法を適用する時期は、第３〜６図
に示した損傷パターンの如何なる時期に行なってもよい
。

即ち第３図の如く微亀裂を発生し始めた時期、第４図の
如く亀裂が成長し始めた時期、第５図の如く表層部が浮
き上りかけた時期成は表層の一部が剥落しはじめた時期
の何時でもよい。

しかし第５，６図の如く損傷が相当進行した状態では大
量の補修剤が必要になるほか補修作業も時間を要し、且
つ補修後も短時間のうちに２次損傷がはじまる傾向があ
る。

従って最も動床的なのは第３，４図の如く損傷があ捷り
進行しておらない時期に補修する方法で、殊に亀裂の輻
が３閣以下、長さが２０ｒｒｒｍ以下の時期に補修すれ
ば、少量の補修剤で優れた補修効果を得ることができる
。

尚第５，６図の如く損傷が相当進行した時期に本発明を
適用する場合、補修を十分に行なうためには相当厚吹き
する必要があるが、このようなときは厚みを一度にとら
ず数回に分りて肉盛りすることが望まれる。

また本発明補修法を適用するときのランスパイプの温度
は、補修剤の歩留り及び速硬性等を考慮して４００〜８
００℃の範囲が最も好ましく、それにより補修剤中の水
分は吹付けと殆んど同時に蒸発するから吹付は後の乾燥
は殆んど必要ない。

しかし補修工程でランスパイプが冷却した場合は、補修
後受銑前に５〜１ｏ分程度加熱して補修剤中の水分を乾
燥除去すべきである。

本発明は概略以上の様に構成され且つ実施されるが、そ
の効果を要約すれば下記の如くであって極めて現実に即
した利益を享受できる。

■適度の流動性を有する補修剤をスプレー吹付けする方
法であり、補修剤が亀裂の奥深くまで侵入するから、溶
銑及びスラグの侵入によるランスパイプの劣化を可及的
に防止できる。

■ 補修剤のリバウンドロスが極めて少なり、粉塵が発
生しないから、補修剤の歩留りがよく且つ環境保全の点
でも好ましい。

■ 補修剤自体殆んどが耐火物粉末で構成されているか
ら、耐溶銑性及び耐スラグ性が高められる。

■ バインダーとして速硬性の燐酸系化合物を使用して
いるから、ライニングキャスタブルの亀裂部に強固に接
着する。

また吹付は後直ちに緻密な組織を形成するから、補修部
の溶損及び剥離も極めて少ない。

■ スプレー吹付は法であるから補修作業が簡単で且つ
安全である。

しかも高温のランスパイプに対しても無理なく適用でき
るから、ランスパイプの冷却持ち時間も短縮される。

また補修剤中の水分はランスパイプの熱によって殆んど
が吹付けと同時に蒸発するから、吹付は後の乾燥時間が
短縮され或は省略することも可能である。

■ 亀裂深部への侵入効果、速硬性バインダーによる接
着力向上効果が、主成分たる耐火物粉末の優れた耐溶銑
性及び耐スラグ性と相まって好結果をもたらす結果、従
来の補修法に比べてランスパイプの寿命を約２倍にも延
長することができる。

次に実験例を挙げて説明するが、下記は代表例にすぎず
、捷だ特許請求の範囲に記載した実施態様も本発明を限
定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して適
宜に変更して実施することは何れも本発明技術の範晴に
含まれる。

実験例 耐火物粉末としてＡｔ２０３９０重量係とＳｉＯ□８重
量％の混合物（最大粒径０．５ｍ、０．０７４ｍｍ以下
のものが全量の５２２重量部、沈降防止剤として粘土、
バインダーとして硼酸ソーダ、珪酸ソーダ或は燐酸アル
ミニウムを使用し、下記の比率で水と共に混練して補修
剤を調製する。

耐火物粉末 ９０重量部 粘 土 １０重量部 バインダー ３重量部 水 ２１重量部 得られた３種の補修剤を使用し、ライニングキャスタブ
ルに亀裂を生じたライスパイプ（温度は約４５０〜５５
０℃）に対し、第７図に示す如きバンドガンを用いて吹
付けた。

結果を第１表に一括して示す。

伺バンドガンの仕様は下記の通りである。

材料供給方式 二重方式 標準使用空気圧： ３．５１ｙ／ｃｙ７ 空気使用量 ：３５７／分 カップ容量 ：１．６を 重 量 ニア５０ｆ

【図面の簡単な説明】

第１図は混銑車での脱流状況を例示する概略断面説明図
、第２図は脱硫用ランスパイプを例示する要部断面説明
図、第３〜６図はランスパイプの損傷パターンを例示す
る横断面説明図、第７図は実験例で用いたバンドガンを
示す側面図である。 １・・・混銑車、２・・・溶銑、３・・・脱硫用ランス
パイプ、４・・・芯金パイプ、５・・・ライニングキャ
スタブル、６…亀裂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 混銑車用脱硫ランスパイプのライニングキャスタブ
   ル表層部に生じた亀裂部に対し、少なくとも耐火物粉末
   と燐酸系バインダーを含有する水性補修剤を吹付け、亀
   裂の成長を防止することを特徴とする混銑車用脱硫ラン
   スパイプの補修法。 ２、特許請求の範囲第１項において、耐火材粉末として
   アルミナあるいは高アルミナを使用すｌ修法。 ３ 特許請求の範囲第１又は２項において、燐酸系バイ
   ンダーとして酸性燐酸塩を使用する補修法。 ４ 特許請求の範囲第１，２又は３項において、水性補
   修剤には、沈降防止剤として粘土を配合して吹付ける補
   修法。 ５ 特許請求の範囲第１〜３又は４項において、ライニ
   ングキャスタブルの表層部に微亀裂が発生しはじめた時
   期に水性補修剤を吹付ける補修法。 ６ 特許請求の範囲第１〜４又は５項において、温度が
   ４００−＝８００℃のライスパイプに対して吹付けを行
   なう補修法。